土壤中微量元素的测定是农业、环境科学及生态研究中的基础工作，其目的是评估土壤肥力、诊断污染风险或指导合理施肥。微量元素(如Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo等)在土壤中含量较低(通常为mg/kg级)，但其生物有效性与环境行为对植物生长和生态系统健康至关重要。以下是土壤微量元素测定的关键内容和方法：

　　一、测定意义

　　农业应用：指导微量肥料施用，避免缺素或过量导致的作物减产。

　　环境监测：识别污染来源(如工业排放、污水灌溉导致的Cu、Zn超标)。

　　生态安全：评估微量元素在土壤-植物-水体中的迁移规律及生态风险。

　　二、样品采集与预处理

　　采样方法

　　网格法：按规则网格(如100 m×100 m)采集表层土(0-20 cm)。

　　随机多点法：避开田埂、沟渠等干扰区域，至少采集5-10个子样混合。

　　预处理流程

　　风干：避光自然风干，避免高温烘干(防止元素形态变化)。

　　研磨过筛：剔除石块、根系，过2 mm尼龙筛(全量分析)或0.15 mm筛(有效态分析)。

　　保存：密封于聚乙烯袋中，标注采样信息(位置、深度、日期)。

　　三、常用测定方法

　　1. 全量测定(总量分析)

　　消解方法：

　　酸溶法：

　　王水消解(HNO₃:HCl=1:3，适用于大部分金属元素)。

　　氢氟酸体系(HNO₃-HF-HClO₄，用于含硅酸盐土壤，需完全破坏矿物晶格)。

　　碱熔法：碳酸钠或偏硼酸锂高温熔融，适用于难溶元素(如Cr、Ti)。

　　仪器分析：

　　原子吸收光谱(AAS)：适合单元素测定(如Fe、Zn)，成本低但效率较低。

　　电感耦合等离子体发射光谱/质谱(ICP-OES/MS)：多元素同步测定，灵敏度高(如ICP-MS检测限可达μg/kg级)。

　　2. 有效态测定(生物可利用态)

　　提取剂选择：

　　DTPA提取液(pH=7.3)：适用于中性和碱性土壤(Cu、Fe、Mn、Zn)。

　　Mehlich-3提取液(pH=2.5)：广谱提取剂(含NH₄F-EDTA等)，适合多元素分析。

　　热水提取(B测定)：针对硼的有效态提取(85℃水浴15分钟)。

　　检测方法：AAS、ICP-OES或分光光度法(如钼蓝法测有效磷)。

　　3. 形态分析(结合连续提取法)

　　参考BCR或Tessier法，区分可交换态、氧化物结合态等(参见重金属形态测定方法)。

　　四、关键仪器与技术

　　光谱类：

　　原子吸收光谱(AAS)：火焰法(常规浓度)或石墨炉法(痕量元素)。

　　原子荧光光谱(AFS)：专用于As、Hg、Se等易挥发元素。

　　质谱类：

　　ICP-MS：高灵敏度、多元素同步检测(如同时测Cd、Pb、Cu、Zn)。

　　其他技术：

　　X射线荧光光谱(XRF)：无损快速筛查，适合现场检测(精度低于实验室方法)。

　　离子色谱(IC)：测定土壤中可溶性离子(如NO₃⁻、SO₄²⁻)。

　　五、数据解读与质量控制

　　背景值对照：参考区域土壤元素背景值(如《中国土壤元素背景值》)。

　　污染评价：

　　地累积指数法：比较测定值与背景值，评估污染程度。

　　富集因子法：以Al或Ti为参比元素，区分自然来源与人为污染。

　　质量控制措施：

　　标准物质：使用国家土壤标准物质(如GSS系列)校准仪器。

　　空白实验：每批次样品设置试剂空白和流程空白。

　　平行样：测定相对偏差应≤10%(全量)或≤15%(有效态)。

　　六、标准与规范

　　国g际标准：

　　ISO 11464(土壤预处理方法)。

　　EPA 3050B/3051A(酸消解流程)。

　　国内标准：

　　《土壤质量 有效态元素的测定》(GB/T 23739-2009)。

　　《土壤和沉积物 金属元素总量的消解 微波消解法》(HJ 832-2017)。

　　七、注意事项

　　避免污染：

　　使用塑料或钛制工具，避免金属器具污染(如Fe、Zn)。

　　实验室环境需防尘，试剂选用高纯级(如HNO₃需优级纯)。

　　方法适配性：

　　酸性土壤中有效态提取需调整pH(如DTPA法不适用于强酸性土)。

　　有机质含量高的土壤需增加消解时间或酸量。

　　安全防护：

　　氢氟酸消解需佩戴防酸手套和护目镜，废液专桶收集。

　　八、应用场景

　　精准农业：通过有效态测定指导微肥施用(如缺硼导致油菜“花而不实”)。

　　污染修复：监测修复后土壤中重金属(如Cd、Pb)的活性变化。

　　地质调查：绘制区域土壤微量元素分布图，支持矿产资源勘探。